Дофаминовые болезни

Нейромедиатор дофамин синтезируется в нервных клетках и участвует в передаче нервных импульсов. Сигнал от одного нейрона к другому идет по длинным отросткам-проводам и имеет электрическую природу. Однако в месте, где встречаются два отростка, природа сигнала меняется с электрической на химическую: такие места соединений двух отростков называются синапсами, а вещества, высвобождающиеся из нервных окончаний и осуществляющие передачу информации – нейромедиаторами.

От того, какой именно нейромедиатор высвобождается при передаче нервного импульса, зависит эффект, который вызовет данный импульс – возникновение определенного чувства, мотивация к совершению действия. Дофамин является одним из ключевых факторов системы внутреннего вознаграждения. Его выброс приводит к возникновению чувства радости и эйфории при движении к какой-либо цели и особенно – в момент ее достижения.

Дофамин вырабатывается, когда человек получает положительный (согласно субъективной оценке) опыт: это может быть сексуальные переживания, вкусная пища, достижение в спорте, хорошая оценка на учебе, денежное вознаграждение, похвала начальника и пр. Уровень дофамина повышается не только в сам момент получения опыта, но и при воспоминании о нем – таким образом происходит закрепление данного паттерна.

Также дофамин играет важнейшую роль в реализации когнитивных процессов – памяти и мышления. В ходе экспериментов доказано, что этот нейромедиатор необходим для переключения внимания с одного этапа познавательной деятельности на другой. Учитывая его роль в создании мотивации, становится очевидным: дофамин очень важен для процессов обучения как на этапе задействования когнитивных функций, так и в момент получения удовольствия от результата. При дефиците дофамина страдает как познавательный, так и мотивационный аспект обучения.

Еще одна функция дофамина – обеспечение двигательной деятельности, снятие мышечного напряжения  и получение радости от физических нагрузок. Сочетание данной функции с мотивационной делает дофамин идеальным нейромедиатором для спортсменов: он поддерживает стремление к победе, помогая преодолевать трудности и щедро «выдает» награду в виде чувства эйфории в момент достижения цели.

Нейроны, в нервных окончаниях которых вырабатывает дофамин, встречаются в различных отделах мозга. Однако в некоторых участках центральной нервной системы обнаруживаются целые скопления таких нейронов, которые называют дофаминовыми ядрами, образующими дофаминовую систему. Ядра объединяются в нейронные комплексы – черную субстанцию и вентральную область покрышки. Эти отделы мозга играют ключевую роль в процессах вознаграждения и мотивации.

В ядрах расположены тела нейронов, а длинные отростки нейронов (аксоны), идущие из ядер, образуют дофаминовые пути. Выделяют три основных дофаминовых пути – что они связывают?

• Мезолимбический путь – идет из вентральной покрышки в лимбическую систему  мозга. Этот путь отвечает за эмоциональные реакции и процессы мотивации.
• Мезокортикальный путь – идет из вентральной покрышки в лобную долю мозга: он играет фундаментальную роль в процессах обучения, а также за эмоции и формирование желания.
• Нигростриарный путь – идет из черной субстанции в, так называемую, экстрапирамидную систему, регулирующую двигательную активность. Этот дофаминовый путь отвечает за оптимальный мышечный тонус, отсутствии скованности при движении.

Помимо трех базовых путей также выделяют дофаминовый тракт, соединяющий лимбическую систему с гипофизом и гипоталамусом – тубероинфундибулярный путь. В гипофизе и гипоталамусе дофамин угнетает образование некоторых гормонов, в частности, сигнальных гормонов гипоталамуса соматолиберина и соматотропина, пролактина и др. Кроме этого обнаруживается еще несколько «второстепенных» дофаминовых путей – диенцефалоспинальный, инцертогипоталамический и ретинальный.

По мере изучения роли дофамина в работе нервной системы эксперты выяснили, что дефицит или избыток этого нейромедиатора лежит в основе некоторых тяжелых заболеваний, природа которых ранее была не ясна, например, шизофрении и болезни Паркинсона. Какая связь существует у этих болезней с дофамином?

Болезнь Паркинсона

Регуляция движений человека, мышечный тонус связаны с функционированием структуры мозга, называемой полосатым телом. В эту структуру приходят два типа сигналов. Из двигательных центров коры головного мозга по глутаматным путям поступают сигналы, отвечающие за резкие сокращения скелетных мышц. Импульсы, идущие в полосатое тело по дофаминовым путям, отвечают за снижение мышечного тонуса и плавность движений. В норме эти два вида импульсов уравновешивают действие друг друга, позволяя сочетать в движениях четкость и плавность.

Болезнь Паркинсона связана с гибелью нейронов, входящих в состав дофаминовых ядер черной субстанции. Этот нейродегенеративный процесс обусловлен накоплением в данной области мозга токсичного белка α-синуклеина, негативно влияющего на функционирование нервных клеток. Нарушения затрагивают нигростриарный дофаминовый путь – чем больше клеток гибнет, тем слабее становится импульс, идущий по этому пути. В результате нарушается равновесие между импульсами, идущими по дофаминовым и глутаматным путям, баланс смещается в сторону последних. Это проявляется в повышении мышечного тонуса, снижении плавности движений, дрожании рук.

По мере прогрессирования болезни человек постепенно утрачивает способность к совершению даже самых простых целенаправленных действий. При болезни Паркинсона также развиваются нарушения, не связанные с мышечным тонусом: расстройства сна, пищеварения, тревога, нередко возникают проблемы с мышлением, ведущие к деменции.

Изучение роли, которую играет дофамин в развитии болезни Паркинсона, сделало возможным разработку препаратов, помогающих увеличивать концентрацию этого нейромедиатора в мозге. Чаще всего применяются лекарства, в состав которых входит предшественник дофамина: проникая в мозг, оно захватывается нейронами дофаминовых ядер, благодаря чему увеличивается синтез дофамина.

Шизофрения

Роль дофамина в развитии шизофрении была открыта сравнительно недавно, в 50-х годах прошлого столетия. Предполагалось, что симптомы этой болезни могут быть связаны с избытком дофамина в головном мозге. На сегодняшний день проведено множество исследований, которые помогли достоверно описать роль дофамина в возникновении шизофренического расстройства. Оказалось, что одни симптомы связаны с дефицитом этого нейромедиатора, в то время как другие – с его избыточным образованием.

• Избыток дофамина в мезолимбическом пути приводит к появлению, так называемой, продуктивной симптоматики шизофрении – бреда, визуальных и слуховых галлюцинаций, паранойи (мании преследования)
• Дефицит дофамина в мезокортикальном пути приводит к таким проявлениям шизофрении, как апатия, вялость, асоциальность, обеднение речи (эмоционально-волевое снижение), а также к когнитивным расстройствам – ухудшение внимания и памяти, исполнительских функций.

С углублением понимания роли дофамина в развитии шизофрении связано появление лекарств для ее лечения. Широко применяются антипсихотики, блокирующие дофаминовые рецепторы, что снижает интенсивность его воздействия на нервные окончания. Это, в первую очередь, позволяет уменьшить выраженность продуктивной симптоматики – галлюцинаций, бреда, паранойи. Антипсихотики нового поколения (так называемые, атипичные антипсихотики) также оказывают положительное влияние на эмоционально-волевую сферу и когнитивные функции.

Основная проблема применения антипсихотиков – в развитии побочных эффектов. Эти препараты, особенно «старого» поколения (типичные антипсихотики), блокируют все дофаминовые рецепторы в мозге, что приводит к появлению симптомов, схожих с проявлениями болезни Паркинсона (лекарственный паркинсонизм). Атипичные антипсихотики также обладают этими негативными побочными эффектами, но в меньшей степени. Разработка препаратов, оказывающих максимально избирательное действие на дофаминовые рецепторы в разных отделах мозга, – это одна из важнейших задач, которые стоят перед современной психиатрией.